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金太阳新课标资源网 5 外力作用下的振动【知识回顾】1、单摆振动的周期公式:_.2、单摆测定重力加速度的方法及其注意事项.【学习目标】1、知道什么是阻尼振动和阻尼振动中能量转化的情况2、知道在什么情况下可以把实际发生的振动看作简谐运动3、知道什么叫驱动力，什么叫受迫振动，能举出受迫振动的实例4、知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关5、掌握共振以及发生共振的条件以及共振的应用和防止的实例【自主探究】知识点1、阻尼振动阅读课本P17-18页1、2、3自然段完成下列问题1、固有频率：如果振动系统不受外力作用，此时的振动叫_，其振动频率称为_。2、从振幅有无变化来区分，振动可分为_振动和_振动（1）阻尼振动：振动物体克服摩擦力和其它阻力做功，系统能量_，振幅也随之_，我们把这种振幅逐渐减小的振动叫做阻尼振动。我们说物体受到的摩擦力或其它阻力为阻尼。振动系统受到的阻尼越大，振幅减小的_，阻尼越小，振幅减小的_。（2）无阻尼振动：振幅保持不变的振动。说明：10物体做阻尼振动时，振幅虽然不断减小，但振动的频率不会随振幅的减小而变化，由自身的结构特点决定。20阻尼振动在一段不太长的时间内振幅若没有明显减小，可以将其当作简谐振动处理例1一个单摆在做实际的阻尼振动时（ ）A、周期越来越小 B、位移越来越小 C、振幅越来越小 D、机械能越来越小练习1一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，下列说法正确的是（ ）A、振动能量逐渐转化为其他形式的能B、后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能C、后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能D、后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能知识点2、受迫振动阅读课本P18页第3自然段完成下列问题1、定义：阻尼振动最终要停止，为使系统持续的振动下去，最简单的办法是将周期性的外力作用于振动系统，外力对系统做功，补偿系统的能量损耗，该种周期性的外力叫做_。系统在驱动力作用下的振动叫做_振动。2、受迫振动的特点：（1）受迫振动的周期和频率由_决定，与振动物体的_无关，其周期和频率总等于驱动力的周期和频率。（2）受迫振动的振幅与驱动力的频率和固有频率之差有关，驱动力的频率与固有频率之差越大，受迫振动的振幅越小，反之两者之差越小，振幅越大。当两者的频率_时，受迫振动的振幅最大。例2下列各种振动,不属于受迫振动的是（ ）A、敲击后的锣面的振动B、缝纫机针的振动 C、人挑担子时,担子上下振动 D、蜻蜓、蝴蝶翅膀的振动练习2如图所示，曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动，开始时不转动摇把，让振子上下自由振动，测得振动频率为2Hz，然后匀速转动摇把，转速为240r/min，当振子振动稳定后，它的振动周期为（ ）A、1/2s B、1/4s C、2s D、4s知识点3：共振阅读课本P19页第5自然段完成下列问题不管系统的固有频率如何，受迫振动的频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关，但受迫振动的振幅与驱动力的频率和固有频率有关；1、定义：当驱动力的频率等于系统的固有频率时受迫振动的振幅最大，该种现象叫做_。受迫振动的振幅随驱动力频率的变化而变化；驱动力的频率与物体的固有频率越接近，受迫振动的振幅越大。2、条件：_，即驱动力的频率_固有频率。3、共振曲线：共振曲线可以直观的反映出驱动力的频率对受迫振动物体振幅的影响，由曲线可知，当f驱=f固时振幅最大。例3如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着五个单摆，其中A、E摆长相同，先使A摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（ ）A、各摆摆动的周期均与A摆相同B、B摆振动的周期最短C、C摆振动的周期最长D、E摆的振幅最大练习3在火车的车厢里悬挂一摆长l=40cm的单摆，由于铁轨接合处给火车的撞击使摆球发生受迫摆动。已知铁轨长L=12.56m，当摆球的振幅最大时，火车的速度为（ ）A、5m/s B、10m/s C、15m/s D、20m/s【当堂检测】1、关于阻尼振动，下列说法中正确的是（ ）A. 机械能不断减少 B. 动能不断减少 C. 振幅不断减小 D. 一定不是简谐运动2、两个弹簧振子，甲的固有频率是100Hz，乙的固有频率是400Hz，若它们均在频率是300Hz的驱动力作用下做受迫振动，则（ ）A甲的振幅较大，振动频率是100Hz B乙的振幅较大，振动频率是300HzC甲的振幅较大，振动频率是300Hz D乙的振幅较大，振动频率是400Hz3、关于受迫振动，下列说法中正确的是：（ ）A. 是在一定外力作用下的振动 B. 振动频率可能大于或小于系统的固有频率C. 振动频率一定等于固有频率 D. 振动频率一定等于驱动力的频率4、按不同的标准划分，振动可分为如下几类，其中正确的是：（ ）A. 简谐运动和非简谐运动 B. 阻尼振动和无阻尼振动 C. 等幅振动和减幅振动 D. 自由振动和受迫振动5、汽车的车身是装在弹簧上的，如果这个系统的固有周期是1.5s，汽车在一条起伏不平的路上行驶，路上各凸起处大约都相隔8m，汽车以多大速度行驶时，车身上下颠簸得最剧烈？小结：【课后练习】 班级_姓名_学号_A:1、下列现象中，防止共振现象危害的是（ ）A. 秋千越荡越高B. 火车过桥时要慢开C. 轮船航行时受到波浪的冲击，改变轮船的航行速率D. 建房时要考虑厂房的固有频率与机器开动时振动频率的差异2、甲、乙两个弹簧振子的固有频率分别为f和5f，都在频率为2f的驱动力作用下做受迫振动，下列说法中正确的是（ ）A. 甲振子的振幅较大，振动频率为2f B. 甲振子的振幅较大，振动频率为f C. 乙振子的振幅较大，振动频率为5f D. 乙振子的振幅较小，振动频率为2f 3、如图所示，在曲轴A上悬挂一个弹簧振子，若摇动摇把C，曲轴可以带动弹簧振子上下振动，开始时不转动摇把，测得弹簧振子在10秒内完成20次全振动，然后匀速转动摇把，当其转速为_转/秒时，弹簧振子的振幅最大。当摇把转速为4转/秒时，弹簧振子振动稳定后的振动周期T=_s。 B:4、如图所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中。当圆盘静止时，让小球在水中振动，其阻尼振